Ліквідація розливів нафти на прикладі портового комплексу Одеської області

3.2 Засоби ліквідації розливів нафти

Світовий досвід роботи з забрудненням навколишнього середовища нафтою і нафтопродуктами показує, що для оперативного реагування на аварійні ситуації необхідно щоб постійно знаходиться в готовності комплекс технологічних засобів [23].

Процес ліквідації аварійного розливу нафти умовно можна поділити на 3 етапи: перший - локалізація розливу, другий - збір і вилучення продукту з поверхні води, і третя - транспортування зібраного продукту до місця переробки чи утилізації. Кожній стадії притаманні свої засоби та технології.

Сучасні засоби для локалізації та ліквідації аварійних розливів нафти і нафтопродуктів можна поділити на 6 великих груп:

- бонові загородження;

- скимери (установки для збору нафти з поверхні води);

- сорбенти (матеріали, сорбуючі нафту методом абсорбції або адсорбції (налипання або всмоктування);

- диспергатори (спеціальні хімічні речовини, прискорюючі процес біологічного розкладання нафти);

- біохімічні препарати (органічні сорбенти, призначені для ліквідації забрудненої води нафтою);

- мікробіологічні засоби;

- допоміжні засоби (плавзасоби, насоси, цистерни, наземні і повітряні транспортні засоби, засоби зв'язку і т.д.).

Бонові загородження (бони) забезпечують ефективну локалізацію можливих зон розливу і переміщення нафти в акваторії портів, затоках, в відкритому морі, а також використовується для загородження нафтових суден в процесі проведення грузових операцій, тим самим забезпечуючи надійний захист від забруднення водних акваторій [8].

Бонові загородження виготовляють із спеціальної тканини, яка володіє високою міцністю, стійкістю до впливу кислот, лугів, нафти та нафтопродуктів. Конструкція з'єднання забезпечує оперативне розкручування бонових загорож.

Бонові засоби застосовуються як самостійно, так і в поєднанні з іншими засобами для локалізації нафтовий полів, загородження ділянок аварії, розширення зони охоплення нафтозбірних засобів і т.д.

Бонові загородження прийнято групувати по умовах застосування:

1-й клас бонів - для захищених акваторій;

2-й клас бонів - для прибережної зони, перекриття входів в гавані, порти, акваторій судноремонтних заводів і т.п.;

3-й клас бонів - для відкритого моря.

В теперішній час існує більше ніж 150 видів бонових загороджень.

При всьому різноманітті конструктивних рішень й принципів збору і при цьому нафти робота всіх механічних нафтозбірних систем - скимерів, основана на різних фізичних властивостях нафти і води (різні в щільності і в молекулярному зчепленні нафти і води з поверхнями різних матеріалів). Ці відмінності визначають дві основні групи: гравітаційні засоби, і сорбційні, в яких використовується властивості нафти налипати на поверхні або всмоктуватися деякими матеріалами.

Гравітаційні нафтозбірні установки можна поділити на п'ять основних типів:

- вакуумні (по принципу безпосереднього всмоктування);

- порогові (по принципу перетікання нафти через поріг, утримуваний нижче рівня води);

- погружного типу (з установками, викликаючими занурення нафти і вловлення її в збірні ємкості);

- з горизонтальним шнеком, який має поступово зменшуючий крок;

- відцентрового типу, використовуючи енергію для утворення всмоктуючої нафту воронки.

Вакуумні установки ефективно використовуються при зборі значної кількості високов'язкої нафти.

Сорбційні нафтозбірні установки можна поділити на 4 групи:

- з горизонтальним олеофільним барабаном;

- дискові, диски яких обертаються частково погружені в воду, а налипаючи на них нафта видаляється скребками;

- стрічкові, обладнані транспортную стрічкою з віджимним механізмом;

- канатні, з плаваючою трос-шваброю і віджимною роликовою системою.

Сорбційні скимери ефективно працюють з нафтою середньої в'язкості. За характером застосування несамохідні нафтозбірні системи й засоби можна поділи на буксирувані, навісні та переносні [8].

Для ліквідації наслідків розливу використовують здебільшого механічні і сорбційні методи. Але при товщині нафтової плівки менше 1-2 мм, а також при малій глибині водойми використання механічних засобів робиться неможливим. В таких умовах найбільш ефективні спеціальні нафто сорбуючі матеріали.

Сорбенти - це матеріали, сорбуючі нафту адсорбції і абсорбції (налипання чи накопичення).Сорбція (від лат. sorbeo поглинаю) - поглинання твердим тілом або рідиною будь-якої речовини із навколишнього середовища. Основні види сорбції адсорбція, абсорбція, хемосорбція.

Абсорбція - поглинання будь-якої речовини із навколишнього середовища масою поглинаючого тіла (абсорбенту). Адсорбція - поглинання газів, парів або рідин поверхневим шаром твердого тіла (абсорбенту) або рідини. Якщо адсорбція супроводжується хімічною реакцією поглинаючої речовини з адсорбентом, то вона називається хемосорбцією.

Для виготовлення нафтових сорбентів використовують різноманітну сировину [24-28]. Властивості деяких матеріалів, які використовуються при зборі нафти або слугують основою для отримання нафтових сорбентів представлені в табл. 3.3. [24-28].

Таблиця 3.3

Властивості матеріалів для збору нафти та нафтопродуктів

Диспергатори - це спеціальні хімічні речовини, які перетворюють плаваючу на поверхні нафтову плівку у водорозчинну емульсію у вигляді маленьких крапель, зважених великому об'ємі води, в результаті чого пришвидшуються природні процеси біологічного розкладу нафти [10, 23, 35, 39].

Біохімічні препарати - це органічні сорбенти, призначені для ліквідації забруднень води і ґрунту нафти і нафтопродуктам, переводу остаточної замазученості до екологічно нейтральних з'єднань, для пришвидшення повної рекультивації забруднених ділянок [8].

3.3 Технології ліквадіції розливів нафти на морі

Ліквідація нафтового розливу на морі ставить перед собою мету зменшити шкоду для екологічних і соціально-економічних ресурсів, скорочуючи при цьому час, необхідний для відновлення цих ресурсів і забезпечення прийнятні стандарти очищення [23, 29, 30].

Основні варіанти ліквідації - це локалізація і збір розлитої нафти, розпилювання хімічних диспергаторів, захист берегової полоси або самоочищення її природнім способом. Фізичне видалення нафти з поверхні води зменшує загрозу для птахів, ссавців в прибережних водах і на побережжі. Диспергатори, які допомагають розірвати поверхневу пляму нафти, виконує ту ж роль, але їх потрапляння в прибережні води може загрожувати морським організмам. Технологія ліквідацію розливів нафти - це, по суті, методи збору і вилучення нафтопродуктів.

- попередження подальшого скидання;

- постановка перешкод, перешкоджаючих розсіюванню скинутої речовини і забрудненню уразливих районів;

- відвід відлитої речовини або аварійного об'єкту в зону, вигідну для проведення операцій по ліквідації розливів нафти;

- збір розлитої речовини з поверхні води;

- здача зібраної речовини на берег;

- ліквідація розливу з допомогою фізичних та хімічних методів.

Основними методами ліквідації аварійних розливів являються:

- механічне видалення плаваючої нафти з поверхні моря;

- спалювання плаваючої нафти;

- обробка нафтової плями диспергентами, допущеними до застосування природоохоронними органами, з метою багаторазового пришвидшення природного емульгування нафти в морі під впливом хвиль та течії.

Вибір методів локалізації і ліквідації розливів проходить, виходячи із умов розливу і реальних можливостей, які визначаються наявними силами і засобами, а також місцевими умовами, пов'язаними з збільшенням використання спалювання, диспергаторів для захисту районів високої екологічної цінності [8].

3.3.1 Збір нафти механічним методами

Технологія і спеціальні технологічні засоби, застосовувані для локалізації розливів нафти на воді, повинні забезпечуватися своєчасне оперативне використання, а також надійне утримування нафтової плями в мінімально можливих межах [23].

Дуже важливе значення має оперативність реагування на розлив нафти, оскільки нафтова пляма з часом розповзається і трансформується.

В залежності від температури і обстановки на морі і масштабів розливу, легкі продукти при сприятливих умовах фактично зникнуть з поверхні моря протягом 1-2 днів, легкі нафтопродукти - протягом 2-5 днів і нафта середньої щільності - протягом 5-10 днів. Важка нафта або нафта з парафіновою основою і важкі нафтопродукти зберігаються протягом більш довгих періодів, і з часом розсіюються природнім шляхом.

Для збору нафти на воді механічним методом можуть бути заплановані два основні види нафтозбірних робіт:

- стаціонарний збір нафти, при якому застосовуються бони та нафтозбирачі для локалізації і видалення нафтових плям, починаючи з джерела розливу або на відстані від його, у відкритому морі чи поблизу берега.

- пересувний метод збору нафти, при якому застосовуються заборові скимери, при цьому інші скимери розташовуються в контактній підвіці буксованого двома суднами бонової загорожі U-, V- або J- образної конфігурації [8].

В доповнення до скимерів та бонам при цих технологія можуть також бути необхідними такі засоби:

- робочі платформи для повороту, управління і вилучення скимерів і бонів;

- ємкості для зберігання зібраної рідин і твердих речовин;

- насоси для перекачування зібраної рідини в сховище;

- засоби для транспортування і (або) видалення;

- повітряне судно для здійснення моніторингу;

- судна забезпечуючі захист і очистку побережжя;

- додаткові обладнання (шланги, прокладки, адаптери і т.п.)

Збір нафти потребує знання течій і доступу до берегової лінії, для того щоб розгорнути роботи по видаленню нафти.

Для локалізації нафтової плями і визначення його товщини визначається об'єм суміші води з нафтою. Розрахунки повинні враховувати зміни в об'ємі внаслідок випаровування, емульгування, природної дисперсії та інших змін у зв'язку із знаходженням в зовнішньому середовищі. Велика кількість стосовно малих розливів, швидко локалізованих в спокійних водах, швидше за все не буде підлягати значному емульгуванню або випаровуванню, а також природній дисперсії.

Вибір нафтозбірного обладнання і його розмірів обґрунтовується на розрахунковому об'ємі розлитої нафти, її властивостях і умова моря.

Засоби збору зазвичай дають можливість працювати від 8 до 12 годин на добу в залежності від довжини світлового дня, часу транзиту до очищуваної ділянки і від неї.

Вибір скимера для роботи в порту рекомендується проводити, виходячи із ємкості найбільшого бортового танка танкеру, який підходить до терміналу або заходячого в порт. Продуктивність збору повинна бути такою, щоб, здебільшого, 50% об'єму найбільшого портового танка було зібрано за 12 годин [8].

При розливах нафти регіонального і державного значення сумарна продуктивність устаткування збору нафти приймається: через дві години після початку роботи 200 м3/год, через вісім годин - 2 000 м3/год і через 24 години - 20 тис. м3/год. Характеристика різних типів скимерів представлена в табл. 3.1.

Таблиця 3.1.

Характеристика скимерів [11, 13]

При розливі нафти на акваторії порту повинні бути прийняті термінові заходи до локалізації її боновими загородженнями на можливо меншій площі і запобігання розповсюдження нафти по акваторії, під навісні причали, пірси і т.п.

При розливі нафти з судна, що стоїть біля причалу, бічне загородження має бути встановлено із зовнішнього боку судна, кінці загороджень повинні бути закріплені до причалу у носа і корми судна.

При розливі нафти з судна, що стоїть на рейді або біля пальового пірсу, бонове загородження має бути встановлено навколо судна або з підвітряного боку по дузі з обхватом носової та кормової частин судна.

Для локалізації нафти, що розлилася на відкритих ділянках акваторій портів бонове загородження має встановлюватися навколо нафтової плями або по дузі з обхватом підвітряного боку плями [11].

При установці бонових загороджень навколо судна між бортом судна і бонами повинні бути передбачені пристосування (плаваючі на воді розпірки, буйки і т.п.), що виключають щільне прилягання бонів до бортів (рис. 3.2.).

Рис 3.2. Огорожа бонами судна, що стоїть біля причалу [11]: 1 - бонове загородження; 2 - трикутна розпірка з дощок; 3 - капронова відтяжка; 4 - буй на якорі; 5 - вузол кріплення до причалу.

Ділянки портів, де існує постійна загроза розливу нафти (нафто ділянки портів, бази для бункерування судів), а також ділянки на акваторіях портів, яким розлив нафти може принести найбільший збиток, рекомендується захищати стаціонарними боновими загородженнями.

Рекомендується огороджувати бонами судна, що виробляють операції з нафтою і нафтопродуктами на акваторії порту.

Для запобігання розтікання нафти на значні площі при розливах на акваторіях портів до установки і під час установки бонових загороджень необхідно використовувати струмені пожежних стволів, спрямовані на поверхню води на відстань близько 1 м від кордону нафтової плями, що перешкоджає розтіканню плями і розбризкуванню нафти.

Установка бонових загороджень при локалізації розливів нафти повинна проводитися відповідно до інструкції, що розробляється виробником для даного типу бонових загороджень.

Встановлені для локалізації розливу нафти на акваторії порту оперативні бонові загородження повинні утримуватися від знесення їх вітром і течією постановкою на якоря, кріпленням до причалів або березі, катерами [11].

При наявності значної течії, що виключає можливість локалізації розливу нафти на відкритій акваторії порту, оперативні бонові загородження повинні бути встановлені так, щоб розлита нафта була відведена на ділянки із зниженою швидкістю течії. У цьому випадку слід встановлювати бонові загородження під гострим кутом до напрямку течії.

При швидкості переміщення нафтового поля більше 0,25 м/с бічне загородження рекомендується встановлювати під кутом до напрямку переміщення нафтового поля таким чином, щоб нормальна складова швидкості не перевищувала 0,25 м/с ( див. рис. 3.3. і табл. 3.2.) [11].

Таблиця 3.2.

Значення кута установки бонового загородження до напрямку течії в залежності від швидкості переміщення нафтового поля (від швидкості течії).

Рис. 3.3. Визначення кута установки бонового загородження

При розливі нафти з пошкоджених танків в умовах перебігу необхідно поставити судно на якір в стороні від суднового ходу, ближче до берега, в зоні з відносно малою швидкістю течії, і по можливості пошкодженим бортом до берега. Потім встановити бічні загородження за схемою рис. 3.4.[11]

У початковий момент розливу необхідно утримувати витікаючу з танкера нафту всередині простору, утвореного корпусом судна і бічним загородженням, не допускаючи забруднення нафтою берега.

При значному розливі для збільшення розмірів обгородженого ділянки водної поверхні до граничного використання всієї довжини бонових загороджень судно необхідно просунути проти течії (рис. 3.5.) [11]

Рис.3.4. Запобігання розтікання нафти корпусом судна і бічними загородженнями: 1 - лінія берега; 2 - оперативні бічні загородження; 3 - аварійне судно; 4 - напрямок течії; 5 - якір; 6 - нафтова пляма.

Рис 3.5. Переміщення судна для збільшення огородженої судном і бонами ділянки: 1 - нафтова пляма; 2 - оперативні бонові загородження; 3 - аварійне судно; 4 - напрям пересування судна; 5- напрям течії; 6 - лінія берега; 7- якір.

Оперативні бонові загородження на акваторіях портів повинні кріпитися до спеціальних буїв, встановленим на якорях (рис 3.6.) [11]. При цьому:

1) для кріплення бонових загороджень на акваторіях портів рекомендується застосовувати якоря масою 10-15 кг легкі за ГОСТ 25496-82 [26];

2) для з'єднання буя з якорем рекомендується застосовувати канати капронові з довжиною кола 40 мм (діаметром 13 мм) по ГОСТ 10293-77. Довжина каната повинна бути не менше найбільшої глибини в порту. При цьому необхідно для збільшення тримає сили якоря між якорем і канатом передбачати відрізок ланцюга калібром 9 по ГОСТ 228-79 [27] або ГОСТ 7070-75 довжиною 2-4 м;

3) буї для кріплення бонових загороджень повинні мати яскраве, легко помітне забарвлення і повинні забезпечувати сигнальними вогнями і радарними відбивачами для спостереження за ними при поганій видимості.

Рис. 3.6. Установка бонового загородження на буї: 1 - бон; 2 - відтяжка бона; 3 - синтетичний канат; 4 - буй; 5 - канат буя; 6 - якір - ланцюг; 7 - якір.

Якщо розлив нафти стався в порту, що не має власних технічних засобів для збору розлитої нафти, то повинні бути прийняті термінові заходи з доставки засобів з найближчого порту, що розташований до нього.

Основним методом збору нафти при ліквідації розливів в портах слід вважати механічний збір [11].

Механічний збір плаваючої на воді нафти здійснюють нафтозбірниками, різні нафтозбірні пристрої і пристосування, доставлені на місце розливу до установки бонових загороджень (до локалізації розливу). До місця розливу повинні бути також підведені засоби, які можуть приймати з нафтосміттєзбирача зібрану нафтовмісну суміш, - танкери, нафтоналивні баржі та т.п. (рис. 3.7.).

Рис. 3.7. Ліквідація розливу нафти на акваторії порту: 1 - танкер або нафтоналивна баржа; 2 - нафтосміттєзбирач; 3 - нафтова пляма; 4 - оперативні бонові загородження; 5 - струмінь води з пожежного ствола; 6 - пожежний катер [11].

Якщо для ліквідації розливу використовується несамохідний нафтозбірник без власних енергетичних засобів, то на місце розливу повинні бути доставлені технічні засоби, що забезпечують його нормальну роботу (буксири, катери, вакуумні автоцистерни, пожежні автомашини).

При розливах в'язкої нафти в холодну пору року рекомендується для збору використовувати портальні крани, обладнані грейферами. Для зливу нафтовмісної суміші з грейферів в цьому випадку необхідно передбачити достатню кількість цистерн (берегових, залізничних), забезпечених портальними зерновими воронками, а також засобами, що виключають потрапляння в них сміття.

Для збору нафти, що встигла поширитися тонким шаром по поверхні води, можлива обробка нафтової плями хімічними збирачами нафти, що сприяють скороченню площі нафтової плями і збільшення його товщини.

У тих випадках, коли ліквідація розливу нафти на акваторії порту механічними способами неможлива, може проводитися за погодженням з контролюючими органами збір нафти вбираючими засобами (сорбентами), нормативний запас яких повинен бути у всіх портах.

У якості сорбентів можуть застосовуватися наступні матеріали:

- неорганічні - перліт, вермикуліт (після спеціальної обробки);

- органічні - вилущеними качани кукурудзи, солома, подрібнений торф, тирса, волокна целюлози;

- синтетичні - пінопласт, поліуретан, поліпропілен, обрізки тканини тощо.

Порядок та умови застосування сорбуючих матеріалів для ліквідації розливів нафти в портах, необхідну їх кількість, способи нанесення на поверхню і збору з поверхні, методи утилізації зібраної нафтовмісної суміші та повторного використання сорбентів повинні визначатися згідно з інструкцією заводу - виробника сорбуючого матеріалу, погодженої в установленому порядку з контролюючими органами, або узгоджуватися з ними в процесі проведення операції [11].

При неможливості або низькой ефективності ліквідації розливу нафтосміттєзбирачами і сорбентами для ліквідації розливу нафти в портах може бути рекомендовано застосування хімічних розсіюючих препаратів - диспергаторів.

3.3.2 Застосування диспергаторів при зборі нафти

Одним з методів знищення нафтової плівки в тих випадках, коли вона загрожує катастрофічним забрудненням природних зон, являється її диспергування з допомогою спеціальних препаратів - диспергаторів [10, 33, 34, 35].

Диспергатори особливо ефективні, коли з моменту розливу нафти пройшло не більше 72 годин і температура навколишнього середовища вище 50С. Диспергатори не рекомендується застосовувати на мілководді на глибинах не менше 10м.

Диспергатори пришвидшують швидкість природного диспергування, знищують «бар'єр» (натяг). При використанні диспергаторів утворюється набагато більше дрібних нафтових крапель. Нафта переходить в дисперсний стан швидше при сильному хвилюванні. Високов'язка нафта важче піддається диспергації.

Диспергатори належить застосовувати швидко і точно. Вони можуть наноситися з суден, вертольотів, при цьому розпиленню з літака представляє найкращий метод великих розливах нафти.

При використанні повітряних суден великих розмірів поверхня нафтової плями може бути оброблена в 40 разів швидше, ніж при використанні найбільших і високовиробничих нафто збірників. Крім того, застосування диспергентів з повітря дозволяє розпилювати їх в штормову погоду, коли неможливе використання засобів механічного збору нафти. Ключовим міркуванням є обробка найбільш товстих частин нафтової плями застосування достатньої кількості диспергента. В загальному випадку застосування однієї частини диспергента призводить до диспергування від 20 до 30 частин нафти.

Сильне хвилювання моря сприяє швидкому перемішуванню і розчиненню диспергованої нафти. В умовах сильного хвилювання відношення диспергатора до нафти зменшується до однієї сотої.

За останні 30 років диспергатори успішно застосовувались більш ніж на 70 розливах нафти. Частота їх застосування стрімко зростає в дев'яностих роках.

При розливі танкера «Си Емпрес» біля узбережжя в 1996 року в результаті диспергування було попереджено потрапляння на берегову лінію більше 80% невипарованої нафти (близько 35 000 тонн). Подальші використання показали, що чистий ефект від застосування диспергаторів виявився позитивним для навколишнього середовища, в тому числі, для морських птахів, прибережних видів болотних птахів в приливних зонах і на пляжах [8].

Рішення про застосування диспергаторів приймається після проведення оцінки чистої екологічної вигоди (відповідь на запитання, чи принесе недиспергована нафта більшу чи меншу шкоду навколишньому середовищу у порівнянні з диспергованою хімічними препаратами).

Допускається застосування тільки препаратів які мають сертифікати і нормативно-технічну документацію схвалення державних органів.

3.3.3 Застосування сорбентів при зборі нафти

Використання нафтових сорбентів аналогічно застосуванню інших порошкоподібних сорбентів. При ліквідації нафтових забруднень водою поверхні перш за все призводять локалізацію розлившихся нафти або нафтопродуктів бонами, що являється обов'язковим при будь-якій технології очистки. Потім виробляють нанесення сорбенту на забруднену поверхню будь-яким механізованим або ручним методом до повного поглинання нафтової плівки і утворення плавучого конгломерату. Після цього відбувається стягування бонової загорожі, концентруючи сорбент з поглинутою нафтою поблизу місця, зручного для збору нафти, і тим чи іншим образом видаляє відпрацьований сорбент з поверхні води [36, 37].

Тактика і технологія застосування біосорбентів з використання вертольоту представлені на рис. 3.8.

Використання при ліквідації нафтового забруднення порошкових сорбентів, зберігаючи плавучість протягом довгого періоду часу, дозволяє значно збільшити резерви часу для проведення підготовчих заходів і збору нафти.

Рис. 3.8. Тактика і технологія застосування біосорбенту при розливі нафти [8].

Біосорбент може застосовуватися як автономно, так і в поєднанні з традиційними засобами механічного збору. Розпилені біосорбенти з суден обмежується погодними умовами. Застосування біосорбентів з допомогою авіації дозволяє починати ліквідацію аварії при вітрі до 25 м/сек, тобто негайно після розливу навіть в штормових умовах. Важливо, що процес біодеструкції нафти проходить також в донних відкладеннях і береговій зоні, в тому числі і анаеробних умовах [8].

3.3.4 Контрольоване спалювання нафти

Пролиту сиру нафту можна спалити, але при утворенні тонкої нафтової плівки на водній поверхні, горіння припиняється через тепловідводу в товщу води. Окрім цього, розлита нафта швидко втрачає легкі, найбільш горючі фракції. Для здійснення контрольованого спалювання розлитої нафти першочергово проводиться локалізація нафтового розливу, потовщені шари нафти (до кількох сантиметрів) з метою її поступового підпалювання і спалювання.

Більш легкі і летучі нафтопродукти можуть бути піддані спалюванню після розливу. Ці характеристики схилять часу ваг на користь спалювання на місці - варіант ліквідації, володіючий потенціалом видалення значних кількостей нафти з поверхні моря, але який також утворить густий чорний дим і невелику кількість стійкого осаду.

Для успішного загоряння та горіння повинна бути відповідна товщина нафтової плями в момент загоряння, мінімальна швидкість вітру і хвилювання моря, а також не надто сильно емульсована (змішана з водою) нафта [13].

В якості альтернативного методу знищення нафтової плівки пропонується використання лазерного випромінювання з довжиною хвилі 10,6 мкм. Таке випромінювання відносно слабо поглинається нафтою і сильно поглинається водою. Характерна глибина проникнення лазерного випромінювання з вказаною довжиною хвилі для нафти різних сортів становить 100-300 мкм, а для води - порядку 10 мкм.

Механізм методу лазерної очистки полягає в наступному. Лазерне випромінювання найбільш за все поглинається тонким шаром води, який безпосередньо прилягає до нафтової плівки, тому вода в цьому шарі швидко нагрівається і переходить в стан метастабільності. Відбувається паростворюючий вибух метастабільної перегрітої води і розвивається тепловий контакт нафти і води, який перешкоджає горінню нафтової плівки в звичайних умовах. Нафтова плівка підкидується наверх і дробиться на фрагменти. Каплі нафти підкидуються на висоту 30-40 см, змішуються з атмосферним повітрям і утворюють горючу суміш. Відбувається самозагоряння суміші, і каплі нафтового забруднення згоряють в повітрі.

При ліквідації аварій, пов'язаних з розливом нафтопродуктів, таким методом можна ефективно і швидко видалити нафтовмісні плівки будь-якого складу і товщини. Тільки застосування лазера дозволяє проводити повну очистку поверхні води від тонких «райдужних» плівок, що недоступно іншим відомим методам. При використанні лазерної технології можна проводити очистку водної поверхні з значних відстаней, наприклад з берега [38].

3.4 Технології утилізації відходів ліквідації розливів нафти

Питання про те, що робити з всіма відходами при будь-якому розливі, повинне бути одним з основних пріоритетів в роботі. У випадку розливу і подальших заходів по очищенні зібрані нафтопродукти і замазучене сміття стають сміттям, яке потрібно розділити, зберігати, переробляти, рециклювати і видалити. Прийнята в порту технологія ведення робіт з очищення забрудненої акваторії повинна бути затверджена керівником порту.

Зібрана в порту нафтовмісна суміш повинна здаватися на місцеві нафтобази. У портах, де неможливо організувати здачу зібраної нафтовміщуючої суміші на нафтобази, адміністрації порту надається право використовувати її для власних потреб порту (в котельнях, на судах тощо) з оформленням факту утилізації у встановленому порядку.

Зібране в порту забруднене нафтою сміття, що, як правило, має місце при розливах нафти, підлягає знищенню. Знищення повинно проводитися методами, що виключають повторне забруднення природних об'єктів і атмосфери.

Для вивезення зібраного з акваторії порту забрудненого нафтою сміття повинні використовуватися герметичні ємності або самоскиди з герметичними кузовами. Маршрути руху автотранспорту, що вивозить забруднене нафтою сміття, повинні бути визначені портом у встановленому порядку і позначені в межах міста за погодженням з органами ДАІ та ДСНС.

Різні середовища і різні методи очищення створюють різні види відходів. В таблиці 3.4. представлені можливі стратегії ліквідації і види відходів, які вони можуть утворювати [40].

Таблиця 3.4.

Стратегії ліквідації розливів нафти і види відходів, що утворюються

Переробка і видалення забруднених нафтою і нафтовмісних відходів є досить важким завданням для роботи по очищенню від забруднення. Найкращим варіантом буде очищення і утилізація зібраних матеріалів на місці, максимально наближеному до місця їх збору, з дотриманням принципу мінімізації і забезпечення їх сортування на різні види відходів [40].

Види відходів та способи їх видалення представлені в таблиці 3.5., а методи їх обробки в таблиціі 3.6 [36, 40].

Таблиця 3.5.

Види відходів і методи їх видалення

Утилізація відходів є найменш вивченим етапом, оскільки найбільш ефективним способом зменшення кількості відходів та переведення їх в нетоксичний стан є спалювання. При спалюванні можливе утворення хлорорганічних сполук, що не менш токсичне для об'єктів навколишнього середовища, ніж сама нафта. Але даний аспект вимагає додаткових лабораторних досліджень.

Таблиця 3.6.

Методи обробки відходів

Застосування механічних засобів при ліквідації розливів нафти не завжди виправдано. Також механічне очищення не може гарантувати повної ліквідації нафтового забруднення.

Серед сорбуючих матеріалів найбільш безпечними є препарати, виготовлені на основі природних матеріалів: торфу, моху, рисового лушпиння, деревної муки і т. д. Дані препарати, імовірно, не здатні заподіяти особливої шкоди морським екосистемам, відомим своєю підвищеною сприйнятливістю до внесення чужорідних тіл. Проте незначна нафтоємність (від 3 до 10 т/т), а також труднощі, що виникають при їх зборі, ставлять під сумнів доцільність використання даних сорбентів [41].

Із синтетичних сорбентів найбільш екологічно безпечним, що не має аналогів за своїми робочим якостям і, на жаль, не використовується, ВСВР - вуглеводнева суміш високої реактивності. Робочий температурний діапазон препарату практично не обмежений: від -60 до +4000 ° С [42]. ВСВР максимально ефективна при ліквідації розливів нафти і всіх видів нафтопродуктів, для очищення промислових і питних вод, для оборотного збору парів вуглеводнів, для гасіння пожеж, для зв'язування токсичних вуглеводневих сполук при їх транспортуванні, утилізації. Єдиним недоліком сорбенту є його мала питома вага - 0,02-0,002 г на 1 куб. см, що може призвести до труднощів при зборі препарату.

Використання способів збору нафти, в основі яких лежить процес її затвердіння, не виправдано поки ні в економічному ні в екологічному плані, оскільки ці способи досить дорогі, а що утворилися затвердіння можуть бути віднесені під впливом вітру і хвиль.

Застосування диспергенту часто завдає ще більшої шкоди навколишньому середовищу, ніж компоненти нафти і нафтопродуктів, оскільки диспергент мають високу прокаючу здатність, тим самим вони здатні викликати патологічні зміни в організмах морських тварин і рослин, особливо арктичних.

При озонуванні (впливі озону на нафтове забруднення) виключається концентрування очищених домішок, у воду не вводиться сторонніх речовин, а непрореагована частина озону хімічно інвертується в кисень. Однак велика вартість озонаторів, а також можливість витоку озону, що є токсичним газом і володіє сильними окисними властивостями, заважають широкому впровадженню даного методу [43].

Найбільш виправдано, з нашої точки зору, застосування біопрепаратів, оскільки їх використання не передбачає внесення в морське середовище чужорідних тіл, здатних викликати незворотні зміни в екосистемах. Мікроорганізми, вживатися в морське середовище, лише сприяють зростанню тих компонентів екосистеми, які розкладають вуглеводні, причому при виборі подібних каталізаторів використовується мікрофлора біотопу. Наприклад, недавно дослідниками був розроблений біопрепарат ІНІПОЛ ЕАП 22, який стимулює зростання специфічної флори, присутньої в середовищі і завдяки цьому приводить до значного зростання швидкості біорозкладання вуглеводнів. Ця формула дозволяє також забезпечувати такі переваги: оптимізовані вмісту вуглецю, азоту та фосфору; дуже низьку розчинність у воді; стабільність при зберіганні; препарат не токсичний для морської фауни; дія його не залежить від засобів, що використовуються для його введення в середовище і від метеорологічних умов; дуже активний навіть на емульсіях, званих "шоколадною піною". Нині застосування біопрепаратів в нашій країні досить обмежена, що пов'язано з низькою якістю використовуваних засобів, а також відсутністю грошей на розробку нових екологічно чистих технологій. Біопрепарат ІНІПОЛ ЕАП 22, що володіє унікальними властивостями, що дозволяють використовувати його в морських водах досить ефективно, до цих пір знаходиться лише на стадії розгляду.

Розділ 4

Охорона праці та безпека в надзвичайних ситуаціях

4.1 Заходи безпеки при локалізації та ліквідації розливів нафти та нафтопродуктів

Роботи з локалізації та ліквідації розливів нафти й нафтопродуктів виконують відповідно до вимог правил промислової та пожежної безпеки і охорони праці.

До проведення робіт з локалізації та ліквідації розливів нафти й нафтопродуктів допускається кваліфікований персонал аварійно-технічних команд і формувань, що пройшов підготовку та атестований на відповідні види робіт.

Особовий склад, що виконує роботи з ліквідації розливу нафти та нафтопродуктів, зобов'язаний пройти інструктаж про безпечні методи і засоби виконання робіт із застосуванням інструкцій з промислової, пожежної безпеці та охороні праці, передбачені програмою періодичного інструктажу.

При всіх операціях з локалізації та ліквідації розливів нафти й нафтопродуктів, можлива дія наступних небезпечних і шкідливих виробничих факторів:

- загазованість парами вуглеводнів повітря робочої зони;

- підвищена або понижена температура повітря;

- підвищена рухливість повітря;

- проведення робіт у плавзасобах, на мілководді або в болотистій місцевості.

Нафта і нафтопродукти шкідливі. При вдиханні, при потраплянні на шкіру, в органи травлення вражаються органи дихання, тканини і системи життєзабезпечення, особливо центральна нервова система, кров, печінка, шлунково-кишковий тракт, серцево-судинна система, верхні дихальні шляхи, легені, шкірні покриви, слизові оболонки очей [44,45].

Особовий склад формувань, що брав участь у локалізації й ліквідації розливів нафти та нафтопродуктів, повинен бути забезпечений спецодягом, спеціальним взуттям, рукавичками та мати засоби захисту очей та органів дихання. Засоби індивідуального захисту повинні відповідати статі, росту та розміру працюючого і марці фільтра по класу захисту. Залежно від завдань, працівникам видають спеціальні засоби індивідуального захисту, які повинні обов'язково використовуватися по призначенню.

Роботи з локалізації та ліквідації розливів нафти і нафтопродуктів вимагають від особового складу формувань суворого дотримання заходів безпеки при проведенні робіт. В умовах аварійної ситуації може виникнути безліч додаткових небезпек. У зв'язку з цим особовий склад повинен дотримуватися додаткових заходів безпеки, що враховують специфіку аварійної ситуації. Дотримання цих заходів дозволяє запобігти нещасним випадкам, втратам особового складу формувань, виходу з експлуатації спецтехніки та устаткування.

Приймання їжі особовим складом формувань повинно проводитися тільки в їдальні, буфеті або в спеціально відведеному для цього місці [45].

4.2 Вимоги до робіт, що проводяться при локалізації та ліквідації розливів нафти та нафтопродуктів

У випадку виявлення несправностей обладнання, механізмів, пристроїв, інструменту, засобів індивідуального та колективного захисту або при будь-яких порушеннях в їх роботі, а також у випадку виявлення витоків нафтопродуктів та їх парів працівник підприємства повинен доповісти про це керівнику або диспетчеру станції.

Працівники, зайняті виконанням технологічного процесу, повинні: знати процес виробництва, схему контролю, розташування, призначення і принцип роботи обладнання, арматури, комунікацій, приладів, автоматики та вміти їх експлуатувати та дотримуватися встановлених інструкціями норм та режимів безпечного проведення технологічного процесу [44,47].

При обслуговуванні обладнання та здійсненні контролю над його роботою забороняється застосування відкритого вогню для підігріву нафтопродуктів, відігрівання арматур, тощо; експлуатація несправ...